根際微生物 切片&16S FISH檢測(cè)服務(wù)

根際和葉際微生物是調(diào)控植物生長(zhǎng)、養(yǎng)分吸收以及抗病抗逆的核心生態(tài)因子，傳統(tǒng)分離培養(yǎng)法僅能鑒定部分可培養(yǎng)微生物，難以完整反映微生物群落的真實(shí)組成與分布特征。

微基生物依托熒光原位雜交（FISH）技術(shù)，提供植物根際微生物專(zhuān)業(yè)化 FISH 檢測(cè)與冷凍切片制備服務(wù)，無(wú)需復(fù)雜培養(yǎng)即可實(shí)現(xiàn)原位定位分析，最大程度保留根際微環(huán)境中微生物的真實(shí)群落結(jié)構(gòu)與分布情況。

一、FISH檢測(cè)服務(wù)核心原理

熒光原位雜交（FISH）技術(shù)基于核酸分子雜交原理，針對(duì)根際樣本中目標(biāo)功能微生物（如固氮菌、解磷菌、植物促生菌等）的 16S rRNA 或功能基因序列，設(shè)計(jì)特異性互補(bǔ)熒光標(biāo)記探針；探針與樣本中目標(biāo)微生物核酸在適宜條件下特異性結(jié)合過(guò)熒光顯微鏡或熒光掃描設(shè)備在細(xì)胞/組織原位觀(guān)察熒光信號(hào)，實(shí)現(xiàn)微生物的精準(zhǔn)定性，清晰反映根際微環(huán)境中微生物的空間分布與群落結(jié)構(gòu)特征。

 

二、 FISH 檢測(cè)服務(wù)內(nèi)容

1.根際微生物 FISH 檢測(cè)

針對(duì)植物根系及根際土壤微生物群落，開(kāi)展樣本前處理、探針雜交、熒光成像與圖像分析全流程，清晰解析微生物在根系表面、根內(nèi)的定殖位點(diǎn)及豐度特征，可檢測(cè)根際促生菌（PGPM）、固氮菌、溶磷/溶鉀菌等功能微生物的定殖能力與持久性。

注：圖中紅色熒光信號(hào)為根際細(xì)菌（EUB338通用探針標(biāo)記），綠色信號(hào)為特定PGPM（定制探針標(biāo)記），展示微生物在根表及根毛區(qū)的聚集分布（參考 Watt et al., 2006 小麥根FISH成像方法）。

 

2.多技術(shù)聯(lián)合檢測(cè)（定制化）

整合傳統(tǒng)分離培養(yǎng)方法（選擇性/富集培養(yǎng)基篩選）與qPCR、高通量測(cè)序等分子生物學(xué)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)微生物“可培養(yǎng)類(lèi)群鑒定+原位分布分析+群落整體多樣性解析”的全方位檢測(cè)，顯著提升微生物檢出率，全面還原植物微生態(tài)群落的結(jié)構(gòu)與功能。

注：基于Romano et al., 2020提出的多方法聯(lián)合評(píng)估框架優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)微生物定殖與持久性的綜合分析。

 

三、技術(shù)優(yōu)勢(shì)

1.原位精準(zhǔn)定位：無(wú)需分離培養(yǎng)，直接在根際微環(huán)境中定位目標(biāo)微生物，真實(shí)反應(yīng)器空間分布與互作關(guān)系。

2.探針高特異性：基于16S rRNA序列設(shè)計(jì)特異性探針，精準(zhǔn)靶向特定功能微生物或微生物類(lèi)群。

3.技術(shù)兼容性：可與分離培養(yǎng)、qPCR、高通量測(cè)序等技術(shù)聯(lián)用，實(shí)現(xiàn)微生物群落的多維度分析。

4.樣本適用范圍廣：適用于農(nóng)作物、模式植物、林木等的根、葉等組織及相關(guān)土壤樣本。

5.抗干擾能力優(yōu)： 自主研發(fā)植物組織樣本自發(fā)熒光淬滅試劑盒，專(zhuān)項(xiàng)解決植物根系樣本高自發(fā)熒光干擾問(wèn)題。

  

四、樣本采集

1.根際土壤樣本

收集緊密附著在根表 1–2mm 范圍內(nèi)的根際土壤，裝入無(wú)菌離心管，采集量為2–5g。

2. 根表微生物樣本（洗脫液 / 根段）

·  根表洗脫液：取 1–2cm 長(zhǎng)的新鮮根段，置于含無(wú)菌 PBS 緩沖液的離心管中，充分振蕩洗脫根表微生物，收集洗脫液后離心沉淀（建議沉淀量≥5mg）；

·  根段樣本：直接取 1–2cm 根段，立即置于 4% 多聚甲醛固定液中，4℃，避光保存。

 

五、服務(wù)流程

1.樣本接收與前處理：接收客戶(hù)提交的根際樣本，去除植物組織碎片、雜質(zhì)等干擾物，完成樣本均質(zhì)化處理。

2.樣本固定：采用專(zhuān)用固定液處理樣本，維持微生物細(xì)胞形態(tài)與核酸完整性。

3.冷凍切片/土壤涂片：對(duì)固定后的根系組織樣本或土壤樣本進(jìn)行合適的樣片制備。

4.熒光原位雜交：加入定制化熒光探針，在嚴(yán)格控溫條件下完成核酸雜交反應(yīng)。

5.熒光圖像掃描：通過(guò)專(zhuān)業(yè)的熒光掃描設(shè)備，對(duì)雜交后的樣本進(jìn)行掃描成像。

6.結(jié)果分析與報(bào)告：對(duì)熒光信號(hào)進(jìn)行定性定量分析，生成可視化結(jié)果與專(zhuān)業(yè)檢測(cè)報(bào)告。

 

檢測(cè)結(jié)果展示

植物根系縱向切片展示

植根系縱向切片展示

 

藍(lán)色熒光（DAPI染色）：呈現(xiàn)根系樣本中所有細(xì)菌的整體分布；紅色熒光（FISH探針標(biāo)記）：定位目標(biāo)功能微生物。圖像疊加可直接觀(guān)察目標(biāo)菌在總?cè)郝渲械奈恢门c占比，快速判斷目標(biāo)菌的存活狀態(tài)與富集情況。

 

歡迎科研機(jī)構(gòu)、農(nóng)業(yè)研發(fā)企業(yè)前來(lái)咨詢(xún)合作，我們將為您提供專(zhuān)業(yè)的根際/葉際微生物 FISH檢測(cè)解決方案，助力植物微生物組研究與綠色農(nóng)業(yè)發(fā)展。

 

參考文獻(xiàn)：

1. Peredo, E.L., & Simmons, S.L. (2018). Leaf-FISH: Microscale Imaging of Bacterial Taxa on Phyllosphere. Frontiers in Microbiology, 8: 2669.

2. Romano, I., Ventorino, V., & Pepe, O. (2020). Effectiveness of Plant Beneficial Microbes: Overview of the Methodological Approaches for the Assessment of Root Colonization and Persistence. Frontiers in Plant Science, 11: 6.

3.Watt, M., Hugenholtz, P., White, R., & Vinall, K. (2006). Numbers and locations of native bacteria on field-grown wheat roots quantified by fluorescence in situ hybridization (FISH). Environmental Microbiology, 8(5): 871-884.